This chapter is built from the existing PunjabTest library chapter for Class 9 Chemistry. No official Class 9 Chemistry book was on disk for this build, so no book page numbers are claimed. The exercise questions and answers below are the library chapter's own; nothing has been invented to fill gaps.
یہ باب کلاس 9 کیمسٹری کے موجودہ پنجاب ٹیسٹ لائبریری باب سے بنایا گیا ہے۔ اس بلڈ کے لیے کلاس 9 کیمسٹری کی سرکاری کتاب ڈسک پر موجود نہیں تھی، اس لیے کتاب کے صفحہ نمبر دعویٰ نہیں کیے گئے۔ نیچے مشق کے سوالات اور جوابات لائبریری باب کے اپنے ہیں؛ خلا پر کرنے کے لیے کچھ ایجاد نہیں کیا گیا۔
A chemical system is the reaction mixture being studied; the surroundings are everything else. Energy transfer during a reaction depends on this connection: energy released by the system warms the surroundings; energy absorbed by the system cools them.
Energy exists in many interconvertible forms. In chemical energetics we mainly use two: chemical energy (stored in molecules, in the bonds between atoms) and heat energy (released when a bond forms, absorbed when a bond breaks).
We track heat changes with enthalpy (H) — the heat content of a system at constant pressure — and enthalpy change (ΔH), the difference between products and reactants.
کیمیائی سسٹم وہ تعاملی آمیزہ ہے جس کا مطالعہ ہو رہا ہے؛ ماحول (surroundings) باقی سب کچھ ہے۔ تعامل کے دوران توانائی کی منتقلی اسی تعلق پر ہے: سسٹم سے خارج توانائی ماحول کو گرم کرتی ہے؛ سسٹم کی جذب کردہ توانائی ماحول کو ٹھنڈا کرتی ہے۔
توانائی کئی صورتوں میں ہے جو ایک دوسرے میں بدل سکتی ہیں۔ کیمیائی انرجیٹکس میں ہم بنیادی طور پر دو استعمال کرتے ہیں: کیمیائی توانائی (مالیکیولوں میں، ایٹموں کے درمیان بانڈوں میں ذخیرہ) اور حرارتی توانائی (بانڈ بننے پر خارج، ٹوٹنے پر جذب)۔
حرارتی تبدیلیوں کو انتھالپی (H) — مستقل دباؤ پر سسٹم کی حرارتی مقدار — اور انتھالپی تبدیلی (ΔH)، مصنوعات اور تعامل کنندگان کا فرق، سے ناپتے ہیں۔
Bond breaking is endothermic (energy must be supplied to pull atoms apart). Bond making is exothermic (energy is released when atoms attract into a bond). So: ΔH = energy absorbed in breaking bonds − energy released in making bonds.
Worked examples: (1) N2 + O2 → 2NO: broken = 958.38 + 498 = 1456.38 kJ; made = 2 × 626 = 1252 kJ; ΔH = 1456.38 − 1252 = +204.4 kJ/mol (endothermic). (2) H2O2 → H2O + ½O2: the O–H bonds cancel, so ΔH = O–O broken (146) − ½ × O=O made (248) = −102 kJ. (3) Breaking one C–H bond, CH4 → CH3 + H, needs about 412 kJ/mol — the average C–H bond energy.
Heat vs enthalpy: heat is energy transferred because of a temperature difference; enthalpy is the heat content of a system at constant pressure, and ΔH is the heat absorbed or released at constant pressure.
بانڈ ٹوٹنا اینڈوتھرمک ہے (ایٹموں کو الگ کرنے کے لیے توانائی دینی پڑتی ہے)۔ بانڈ بننا ایگزوتھرمک ہے (ایٹم بانڈ میں آئیں تو توانائی خارج ہوتی ہے)۔ اس لیے: ΔH = بانڈ توڑنے میں جذب توانائی − بانڈ بننے میں خارج توانائی۔
حسابی مثالیں: (1) N2 + O2 → 2NO: ٹوٹے = 958.38 + 498 = 1456.38 کلوجول؛ بنے = 2 × 626 = 1252 کلوجول؛ ΔH = +204.4 کلوجول/مول (اینڈوتھرمک)۔ (2) H2O2 → H2O + ½O2: O–H بانڈ برابر ہو جاتے ہیں، اس لیے ΔH = 146 − 248 = −102 کلوجول۔ (3) ایک C–H بانڈ توڑنا، CH4 → CH3 + H، تقریباً 412 کلوجول/مول لیتا ہے۔
حرارت بمقابلہ انتھالپی: حرارت وہ توانائی ہے جو درجہ حرارت کے فرق سے منتقل ہو؛ انتھالپی مستقل دباؤ پر سسٹم کی حرارتی مقدار ہے، اور ΔH مستقل دباؤ پر جذب یا خارج حرارت ہے۔
Activation energy (Ea) is the minimum energy colliding particles must have for a successful collision. Even an exothermic reaction cannot start until some particles gain this energy.
On a reaction pathway diagram, the peak is the transition state (activated complex) — the highest-energy arrangement on the way from reactants to products. Ea is the height from reactants to the peak; ΔH is the difference between reactants and products. A catalyst (or enzyme) provides a different pathway with a lower activation energy, so the reaction goes faster without being used up.
To compare two exothermic reactions: the one with the lower peak (lower Ea) moves faster, because more colliding particles have enough energy.
ایکٹیویشن توانائی (Ea) وہ کم سے کم توانائی ہے جو ٹکرانے والے ذرات کو کامیاب ٹکراؤ کے لیے چاہیے۔ ایگزوتھرمک تعامل بھی اس وقت تک شروع نہیں ہو سکتا جب تک کچھ ذرات یہ توانائی حاصل نہ کریں۔
تعامل خاکے میں چوٹی ٹرانزیشن اسٹیٹ (فعال کمپلیکس) ہے — تعامل کنندگان سے مصنوعات تک سب سے زیادہ توانائی والی ترتیب۔ Ea تعامل کنندگان سے چوٹی تک کی بلندی ہے؛ ΔH تعامل کنندگان اور مصنوعات کا فرق ہے۔ عمل انگیز (یا خامرہ) کم ایکٹیویشن توانائی والا دوسرا راستہ دیتا ہے، اس لیے تعامل تیز ہوتا ہے بغیر خود خرچ ہوئے۔
دو ایگزوتھرمک تعاملوں کا موازنہ: جس کی چوٹی نیچی (Ea کم) ہو وہ تیز چلتا ہے، کیونکہ زیادہ ٹکرانے والے ذرات کے پاس کافی توانائی ہوتی ہے۔
An exothermic reaction can still sit unchanged if its activation energy is high. Diamond → graphite has ΔH = −3 kJ/mol (exothermic) yet does not happen at room temperature: breaking diamond's strong covalent bonds needs a huge activation energy, so the rate is effectively zero.
Atmospheric nitrogen and oxygen do not react under normal conditions for the same reason — the N≡N bond is extremely strong. Lightning supplies the activation energy, so NO forms — but the reaction stops when the lightning stops, because the energy source is gone.
Natural gas (CH4) mixed with air does not react either — until a burning match supplies the activation energy. Then the exothermic combustion releases heat, which supplies activation energy to more molecules, so the reaction continues by itself until a reactant runs out.
ایگزوتھرمک تعامل بھی بدلا بغیر پڑا رہ سکتا ہے اگر اس کی ایکٹیویشن توانائی زیادہ ہو۔ ہیرا → گریفائٹ میں ΔH = −3 کلوجول/مول (ایگزوتھرمک) ہے مگر کمرے کے درجہ حرارت پر نہیں ہوتا: ہیرے کے مضبوط کوویلنٹ بانڈ توڑنے کو بہت زیادہ ایکٹیویشن توانائی چاہیے، اس لیے شرح عملاً صفر ہے۔
فضائی نائٹروجن اور آکسیجن بھی عام حالات میں اسی وجہ سے تعامل نہیں کرتے — N≡N بانڈ نہایت مضبوط ہے۔ بجلی (lightning) ایکٹیویشن توانائی دیتی ہے، اس لیے NO بنتا ہے — مگر بجلی رکتے ہی تعامل رک جاتا ہے، کیونکہ توانائی کا ذریعہ ختم ہو جاتا ہے۔
قدرتی گیس (CH4) ہوا میں ملا کر بھی تعامل نہیں کرتی — جب تک جلتی تیلی ایکٹیویشن توانائی نہ دے۔ پھر ایگزوتھرمک احتراق حرارت خارج کرتا ہے، جو مزید مالیکیولوں کو ایکٹیویشن توانائی دیتی ہے، اس لیے تعامل خود بخود جاری رہتا ہے جب تک کوئی تعامل کنندہ ختم نہ ہو۔
1. Physical changes which usually occur around us are given in the table. Write down whether they are exothermic or endothermic: Conversion of hydrated salt into anhydrous salt; Burning of paper; Vapourizing liquid nitrogen; Evaporation of dry ice; Conduction of electricity by metals; Dissolving ammonium chloride in water; Formation of rain from clouds; Dissolving sodium carbonate in water.
Answer: Hydrated → anhydrous salt: endothermic (heat drives off water). Burning of paper: exothermic. Vaporising liquid nitrogen: endothermic. Evaporation of dry ice: endothermic. Conduction of electricity by metals: neither (no heat change of a substance). Dissolving ammonium chloride: endothermic (solution cools). Formation of rain from clouds: exothermic (condensation releases heat). Dissolving sodium carbonate: exothermic (solution warms). جواب: ہائیڈریٹڈ سے این ہائیڈرس نمک: اینڈوتھرمک؛ کاغذ جلنا: ایگزوتھرمک؛ مائع نائٹروجن کا بخارات بننا: اینڈوتھرمک؛ خشک برف کا اڑنا: اینڈوتھرمک؛ دھاتوں سے بجلی گزارنا: نہ ایگزو نہ اینڈو؛ امونیم کلورائیڈ حل کرنا: اینڈوتھرمک؛ بادلوں سے بارش: ایگزوتھرمک؛ سوڈیم کاربونیٹ حل کرنا: ایگزوتھرمک۔
2. Explain why the reaction between atmospheric gases oxygen and nitrogen does not take place under normal conditions. But in the presence of lightning these gases react to give NO. The reaction stops as soon as the lightning stops.
Answer: N2 has an extremely strong triple bond, so the activation energy is very high — at normal temperatures almost no molecules have enough energy, so no reaction occurs. Lightning supplies huge energy, breaking bonds and letting N2 + O2 → 2NO proceed. When lightning stops, the energy supply stops, molecules again lack the activation energy, and the reaction stops. جواب: N2 کا تہرا بانڈ نہایت مضبوط ہے اس لیے ایکٹیویشن توانائی بہت زیادہ ہے — عام درجہ حرارت پر تقریباً کسی مالیکیول کے پاس اتنی توانائی نہیں، اس لیے تعامل نہیں ہوتا۔ بجلی بہت زیادہ توانائی دے کر بانڈ توڑتی ہے اور NO بنتا ہے؛ بجلی رکتے ہی توانائی کا ذریعہ ختم اور تعامل رک جاتا ہے۔
3. A reaction between natural gas (CH4) and atmospheric oxygen does not take place when you mix them. As soon as you show a burning match stick, the reaction starts immediately and then it continues until one or both of the reactants is/are used up. Explain.
Answer: Mixed CH4 and O2 lack the activation energy, so they sit unchanged. The match supplies activation energy to a few molecules; their exothermic combustion releases heat, which gives activation energy to neighbouring molecules, and the reaction sustains itself in a chain until CH4 or O2 runs out. جواب: ملے ہوئے CH4 اور O2 کے پاس ایکٹیویشن توانائی نہیں، اس لیے وہ بدلے بغیر پڑے رہتے ہیں۔ تیلی چند مالیکیولوں کو ایکٹیویشن توانائی دیتی ہے؛ ان کا ایگزوتھرمک احتراق حرارت خارج کرتا ہے جو پڑوسی مالیکیولوں کو ایکٹیویشن توانائی دیتی ہے، اور تعامل خود بخود جاری رہتا ہے جب تک کوئی تعامل کنندہ ختم نہ ہو۔
1. Why is it essential to cook some of the food items while others we can eat without cooking?
Answer: Cooking uses heat to break down tough fibres and starches, denature proteins, kill harmful microbes and make nutrients accessible — essential for hard, starchy or potentially unsafe foods (e.g. rice, meat, potatoes). Foods that are already soft, digestible and microbiologically safe (e.g. many fruits, salads) need no cooking. جواب: پکانے سے حرارت سخت ریشوں و نشاستوں کو توڑتی ہے، پروٹین کو ڈی نیچر کرتی ہے، نقصان دہ جراثیم مارتی ہے اور غذائیت قابل رسائی بناتی ہے — سخت، نشاستہ دار یا غیر محفوظ غذاؤں کے لیے ضروری ہے۔ جو غذائیں پہلے سے نرم، قابل ہضم اور محفوظ ہوں انہیں پکانے کی ضرورت نہیں۔
2. Why do fireworks look spectacular? What type of chemical compounds undergo chemical reactions during this activity?
Answer: Fireworks are spectacular because rapid exothermic combustion releases huge heat and light, while metal salts give brilliant colours (e.g. sodium yellow, strontium red, barium green, copper blue) and rapidly produced gases burst the shells. The compounds involved are oxidisers (e.g. nitrates, chlorates, perchlorates) plus fuels (e.g. charcoal, sulphur) plus metal salts for colour. جواب: آتش بازی شاندار اس لیے لگتی ہے کہ تیز ایگزوتھرمک احتراق بہت زیادہ حرارت و روشنی خارج کرتا ہے، دھاتی نمکیات شاندار رنگ دیتے ہیں (مثلاً سوڈیم پیلا، اسٹرونشیم سرخ، بیریم سبز، تانبا نیلا) اور تیزی سے بننے والی گیسیں خول پھاڑتی ہیں۔ اس میں آکسیڈائزر (نائٹریٹ، کلوریٹ) + ایندھن (چارکول، سلفر) + رنگ کے لیے دھاتی نمکیات شامل ہوتے ہیں۔